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• 超臨界流體同時具備氣體的低黏度與高擴散性，以及液體的密度與良好溶解力，常見的超臨界流體有二氧化碳。
• 超臨界二氧化碳萃取技術有能在低溫操作、無毒、高效率等優點，可應用於食品、醫藥、香料和環境保護等領域。
• 儘管超臨界二氧化碳萃取技術有許多優點，但也有設備成本高、對某些極性物質萃取效率低等問題。

物質在不同的溫度與壓力下會發生固相、液相和氣相三種相態變化，這三相共存的平衡點稱為三相點（triple point），氣、液兩相共存且達成平衡狀態的點則稱為臨界點（critical point）。臨界點所對應的溫度、壓力、密度分別為臨界溫度（Tc）、臨界壓力（Pc）、臨界密度（ρc）。超臨界流體（supercritical fluid, SCF，圖一）則是指高於臨界溫度及臨界壓力的均勻相，這種流體同時具備氣體的低黏度與高擴散性，以及近似液體的密度與良好溶解力。

二氧化碳、水、甲醇、丙烷、乙烯等化學物質都是常見的超臨界流體。其中，二氧化碳有無毒、不易燃、化學惰性、價格便宜等優點，臨界溫度31.3℃、臨界壓力為74 巴（bar），相較之下容易達到。由於二氧化碳對生理活性的物質破壞低，不會危害人體健康，因此可取代毒性較高的有機溶劑、減少環境汙染，適用於食品業、製藥業及化妝品業。

如何以超臨界流體萃取精油、食品？

傳統的萃取方法包含水蒸氣和溶劑萃取，但可能會出現溶劑殘留、高溫破壞、油溶性差、種類受限、能源消耗等缺點，大幅影響活性物質的功效與價值。而超臨界流體萃取（supercritical fluid extraction, SFE）這項技術是利用萃取劑在超臨界狀態條件下，從原料中萃取出需要的成分，再透過減壓的方式完成物質的分離、純化，這項操作流程輕鬆且簡單，還能提高生產效率（圖二）。此外，因為非極性的超臨界二氧化碳在31.3℃以上進行低溫萃取操作時不需添加有機溶劑，是一種對環境友善的綠色製程。這項技術也適用於熱敏感物質的萃取，當遇到高極性化合物時，可以添加甲醇或乙醇作為助溶劑（cosolvent），以增加萃取效能。由於超臨界流體萃取技術對欲萃取的溶質具有良好的溶解能力，作為傳統萃取方法的替代方案極具發展潛力，現今已廣泛應用在植物精油、天然食品或中草藥有效成分等萃取工業中。

圖二｜ 超臨界二氧化碳萃取系統示意圖
（資料來源：延伸閱讀1）

超臨界二氧化碳萃取技術的優缺點

超臨界流體的萃取特性佳且不同於傳統萃取法，不會發生高溫蒸餾破壞生物活性成分、產品純度低、高溫壓榨萃取使香氣流失等問題。儘管如此，使用超臨界流體進行萃取仍有些缺點。

優點：

1.低溫、室溫萃取，可有效防止熱敏性物質的氧化和降解，能完整保留生物活性。
2. 無毒、便宜、不易燃、無殘留，可循環利用，環保且安全。
3. 黏度低、穿透性高，可有效深入萃取物內部，分離出有效成分。
4. 調整壓力或溫度即可提升萃取媒介的選擇性與溶解度，操作簡單且效率高。

缺點：

1.設備需耐高壓，組裝費時且價格昂貴。
2. 需添加助溶劑提高極性物質的萃取率，增加操作的步驟。
3. 有些材料可能在高壓下分解，導致產品的品質下降、含量減少。

超臨界二氧化碳萃取技術的應用

目前超臨界二氧化碳萃取技術主要應用在食品、醫藥、香料、環境保護等工業領域，對於傳統方法難以萃取及純化的物質，此方法具有獨特的優勢。隨著人們對自身健康和食品安全的重視，以及環境意識的日益加強，未來超臨界二氧化碳萃取技術將有機會獲得廣泛的工業應用。

臨界二氧化碳萃取技術存在的問題

儘管如此，超臨界二氧化碳萃取技術並非完美，也存在著以下待解決的問題：
1. 對於極性大、分子量超過500 的物質，如何選擇合適的助溶劑或增加更高的壓力設備是當前重要的課題。

……【更多內容請閱讀科學月刊第657期】